I. INTRODUCCIÓN...3
II. OBJETIVO...4
2.1. Objetivo general...4
2.2. Objetivo específico...4
III. DESARROLLO...4
3.1. Clasificación de los fluidos...4
a) fluidos ideales...4
b) fluidos reales...5
c) fluidos newtonianos...5
d) fluido no newtoniano...6
3.2. Propiedades del fluido...6
a) Viscosidad...6
b) Densidad...7
c) Capilaridad...7
d) Tensión superficial...7
e) Presión...7
3.3. Importancia en la ingeniería civil...8
a) Canales...9
b) Presas...10
c) Tuberías...11
IV. CONCLUSIONES...12
V. REFERENCIAS...12
VI. ANEXOS...12
I.INTRODUCCIÓN
En este presente informe daremos a conocer acerca de los fluidos que son sustancias con la capacidad de fluir y adaptarse a la forma de su recipiente. El agua es uno de los fluidos más importantes y comunes, y juega un rol fundamental en la vida en nuestro planeta y en diversas aplicaciones científicas e industriales.
El agua y otros fluidos comparten características esenciales que son fundamentales para comprender su comportamiento. Estas características incluyen la densidad, la viscosidad, la presión, la temperatura y la compresibilidad. Sin embargo, el agua tiene propiedades únicas, como su alta densidad en estado líquido, su capacidad para disolver muchas sustancias y su excepcional capacidad calorífica. Exploramos estas propiedades para tener una mejor comprensión de cómo influyen en la dinámica de los fluidos, con un enfoque especial en el agua y su importancia en la vida diaria y en la ciencia.
II. OBJETIVOS
2.1. Objetivo general
❖ Investigar las propiedades de los fluidos.
2.2. Objetivo específico
❖ Clasificar las propiedades de los fluidos.
III. DESARROLLO
3.1. Clasificación de los fluidos
Los fluidos son sustancias que tienen la capacidad de deformarse continuamente cuando se les aplica una fuerza. Pueden adaptarse a las fuerzas que varían en magnitud o dirección. Los fluidos se clasifican en líquidos
y gases. Los fluidos se diferencian de los sólidos en que no pueden soportar fuerzas deformantes, es decir, continúan deformándose mientras se les aplica una fuerza. Esta capacidad de fluir y adaptarse a su contenedor es una propiedad fundamental de los fluidos.
a) fluidos ideales
Un fluido ideal es un tipo de fluido que se utiliza en modelos simplificados para describir el comportamiento de los fluidos reales en ciertas circunstancias. Aunque los fluidos ideales son una abstracción y no existen en la naturaleza, su estudio es útil para comprender ciertos aspectos de los fluidos reales.
● Incompresibilidad: Un fluido ideal se considera incompresible, lo que significa que su densidad permanece constante incluso bajo presión.
● Viscosidad cero: Los fluidos ideales no tienen resistencia interna al flujo, lo que se conoce como viscosidad cero. Esto implica que las partículas de un fluido ideal no experimentan rotación alrededor de su centro de masa.
● Flujo irrotacional: En un fluido ideal, las partículas individuales del fluido no rotan alrededor de su centro de masa. Sin embargo, un fluido ideal puede fluir en un patrón circular.
b) fluidos reales
Los fluidos reales son aquellos que poseen viscosidad y pueden ser compresibles. A diferencia de los fluidos ideales, que se consideran incompresibles y sin resistencia interna al flujo, los fluidos reales exhiben ciertos efectos debido a las fuerzas de rozamiento o viscosas. Estas fuerzas de
rozamiento pueden dificultar el movimiento del fluido y generar pérdidas de energía en el sistema.
La viscosidad de un fluido real es una medida de la resistencia interna que presenta al fluir. Esta propiedad determina la facilidad con la que el fluido puede deslizarse sobre sí mismo y sobre las superficies con las que entra en contacto. Los fluidos con alta viscosidad, como el aceite, fluyen más lentamente, mientras que los fluidos con baja viscosidad, como el agua, fluyen más rápidamente.
c) fluidos newtonianos
Un fluido newtoniano es aquel cuya viscosidad permanece constante sin importar la velocidad de deformación. En otras palabras, la relación entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación es lineal.
Ejemplos de fluidos newtonianos son el agua, el aceite, la gasolina y el alcohol, entre otros.
La viscosidad de un fluido newtoniano se mantiene constante a una temperatura y presión específicas. Esto significa que la resistencia al flujo del fluido no cambia cuando se aplica una fuerza cortante. La viscosidad es una medida de la resistencia interna del fluido al fluir y está relacionada con la fricción entre las moléculas del fluido.
d) fluido no newtoniano
Los fluidos no newtonianos son aquellos en los que la viscosidad cambia en función de la temperatura y la tensión cortante aplicada. A diferencia de los fluidos newtonianos, los fluidos no newtonianos no tienen un valor de viscosidad constante y definido. Esto significa que su comportamiento mecánico no puede describirse completamente solo utilizando la viscosidad, sino que requiere el uso de propiedades reológicas adicionales que describen la relación entre el esfuerzo y los tensores de tensión en diferentes condiciones de flujo.
3.2. Propiedades del fluido
Las propiedades del fluido pueden ser clasificadas en primarias y secundarias.
Las propiedades primarias, también conocidas como propiedades termodinámicas, están relacionadas con los niveles de energía en el fluido.
Algunas de estas propiedades incluyen:
a) Viscosidad
La viscosidad se refiere a la resistencia que presentan algunos líquidos al fluir y deformarse. Es una característica esencial de los líquidos y se determina de la siguiente manera: cuanto mayor sea la resistencia al flujo y la deformación de un líquido, mayor será su viscosidad.
La viscosidad puede variar según la resistencia experimentada por las moléculas o partículas que componen el líquido al separarse o
deformarse. Cuanto más fuerte sea la fuerza de unión entre las
moléculas, mayor será la viscosidad. En otras palabras, a medida que aumenta la viscosidad, el fluido ofrecerá más resistencia a su
deformación. Esto se debe a que las fuerzas intermoleculares de atracción son más fuertes, lo que resulta en una mayor viscosidad.
b) Densidad
La densidad se define como la cantidad de masa contenida en un volumen determinado de un fluido. Esta característica se expresa típicamente en unidades como kilogramos por metro cúbico (kg/m³) o gramos por centímetro cúbico (g/cm³). Es relevante tener en consideración que la densidad puede cambiar en función del tipo de fluido y las condiciones en las que se encuentre.
c) Capilaridad
El agua tiene la capacidad de desplazarse en dirección opuesta a la fuerza de la gravedad en espacios reducidos, como ocurre en un tubo
capilar. Este fenómeno es de gran importancia en procesos naturales como el ascenso de la savia en las plantas.
d) Tensión superficial
El agua muestra una fuerza de cohesión notable en su superficie, lo que permite la formación de gotas y la capacidad de sostener insectos u objetos ligeros. Esta característica también tiene importancia en los campos de la biología y la química.
e) Presión
La presión se define como la fuerza que ejerce un fluido sobre una superficie. Puede ser cuantificada en distintas unidades, como el Pascal (Pa) en el Sistema Internacional de Unidades (SI) o la psi (libras por pulgada cuadrada) en el sistema imperial. La presión puede tener diversos efectos dependiendo del contexto en el que se aplique. Algunos ejemplos incluyen:
➢ La presión atmosférica se refiere a la fuerza que ejerce la atmósfera terrestre sobre la superficie de la Tierra. Su valor promedio al nivel del mar es aproximadamente de 1013.25 hPa (hectopascales) o 14.7 psi.
➢ Presión atmosférica: Es la presión ejercida por la atmósfera terrestre sobre la superficie de la Tierra. Su valor promedio al nivel del mar es de aproximadamente 1013.25 hPa
(hectopascales) o 14.7 psi.
3.3. Importancia en la ingeniería civil
La mecánica de fluidos desempeña un papel fundamental en la ingeniería civil, especialmente en obras hidráulicas como canales de riego, presas, desagües y
tuberías, entre otros. Su importancia radica en el estudio de los fluidos presentes en la naturaleza y que son de interés primordial.
En el caso del agua, se aplica al estudio del flujo a presión en tuberías, tanto en acueductos como en alcantarillas. También se utiliza para el análisis del flujo libre en canales, donde se estudian variables como el caudal, la velocidad y la profundidad. Esto es crucial para el diseño de canales de grandes dimensiones y de alta calidad, utilizando los mejores materiales disponibles.
La mecánica de fluidos está estrechamente relacionada con la ingeniería hidráulica y la ingeniería civil. De hecho, se puede considerar como la base de ambas disciplinas, ya que proporciona los fundamentos para comprender y manejar los flujos de líquidos en las instalaciones civiles.
a) Canales
La creación de canales hidráulicos es un proceso fundamental en la ingeniería civil que involucra el diseño y construcción de canales para el manejo y transporte de agua. Estos canales se utilizan en una variedad de aplicaciones, como el riego agrícola, el suministro de agua potable, el drenaje de aguas pluviales y la generación de energía hidroeléctrica.
El proceso de creación de canales hidráulicos generalmente implica los siguientes pasos:
● Estudio hidrológico: Se realiza un análisis de las condiciones hidrológicas de la zona, incluyendo el caudal de agua disponible, las precipitaciones y la topografía del terreno.
● Diseño hidráulico: Se determinan las dimensiones y características del canal, como la pendiente, la sección transversal, la capacidad de flujo y la velocidad del agua. Esto se
hace teniendo en cuenta factores como el caudal requerido, la resistencia del suelo y las condiciones ambientales.
● Estudio geotécnico: Se lleva a cabo una evaluación del suelo y del terreno para determinar su capacidad de soporte y estabilidad.
Esto es importante para garantizar que el canal sea seguro y duradero.
● Construcción: Se lleva a cabo la excavación y construcción del canal de acuerdo con el diseño establecido. Esto puede implicar la remoción de tierra, la construcción de estructuras de control de flujo (como compuertas y comportas) y la instalación de revestimientos para evitar la erosión.
● Mantenimiento: Una vez que el canal está en funcionamiento, es importante realizar un mantenimiento adecuado para garantizar su buen estado. Esto puede incluir la limpieza regular del canal, la reparación de posibles daños y el monitoreo de su rendimiento.
La creación de canales hidráulicos requiere un conocimiento especializado en mecánica de fluidos, hidrología, geotecnia y construcción civil. Es importante seguir normas y regulaciones específicas para garantizar la seguridad y la eficiencia del canal.
b) Presas
La creación de presas hidráulicas implica el diseño y construcción de estructuras que permiten almacenar grandes cantidades de agua en un embalse. Estas presas se utilizan para diversas finalidades, como el suministro de agua potable, la generación de energía hidroeléctrica, el control de inundaciones y la regulación del flujo de agua.
El proceso de creación de presas hidráulicas generalmente implica los siguientes pasos:
● Estudio hidrológico: Se realiza un análisis detallado de las características del río o la corriente de agua donde se construirá la presa. Esto incluye la medición del caudal, la evaluación de la sedimentación y la determinación de la capacidad de almacenamiento requerida.
● Diseño de la presa: Se lleva a cabo el diseño de la presa, considerando factores como la topografía del terreno, la geología, la estabilidad de la estructura y las necesidades específicas del proyecto (como la generación de energía o el control de inundaciones). Se determina el tipo de presa más adecuado, que puede ser de gravedad, de arco, de contrafuerte, de materiales sueltos, entre otros.
● Construcción: Se lleva a cabo la construcción de la presa de acuerdo con el diseño establecido. Esto implica la excavación del terreno, la construcción de los cimientos, la colocación de los materiales de construcción (como hormigón o enrocado) y la instalación de estructuras auxiliares como compuertas y válvulas.
● Rellenado del embalse: Una vez que la presa está construida, se procede al llenado del embalse con agua. Esto puede llevar tiempo y requerir un control cuidadoso para evitar problemas como la erosión o el desbordamiento.
● Operación y mantenimiento: Una vez que la presa está en funcionamiento, se realiza un monitoreo constante de su rendimiento y se lleva a cabo un mantenimiento regular. Esto incluye inspecciones periódicas, limpieza de sedimentos, reparaciones y ajustes según sea necesario.
Es importante destacar que la creación de presas hidráulicas debe tener en cuenta aspectos ambientales, sociales y económicos. Se deben evaluar los posibles impactos ambientales y sociales, así como garantizar la sostenibilidad y la seguridad de la estructura. Además, se
deben cumplir con las regulaciones y normativas pertinentes en cada país o región.
c) Tuberías
La creación de tuberías hidráulicas implica el diseño y la instalación de sistemas de tuberías que transportan fluidos, generalmente agua, para diversas aplicaciones. Estos sistemas de tuberías se utilizan en una amplia gama de industrias, como la construcción, la agricultura, la minería y la industria manufacturera.
Es importante tener en cuenta los estándares y regulaciones pertinentes al diseñar y crear tuberías hidráulicas, como las especificaciones de plomería y las normas de seguridad. También se deben considerar aspectos como la protección contra la corrosión, la eficiencia energética y la sostenibilidad en el diseño y la construcción del sistema de tuberías hidráulicas.
IV. CONCLUSIONES
● Se deduce que la mecánica de fluidos nos permite conocer sus diversas definiciones con sus respectivas características y el uso de las mismas, las cuales nos son utile para el desarrollo ya sea en vida cotidiana o el ámbito profesional, con sus diversos técnicas y teniendo en cuenta que profesión es lo que estudia a profundidad.
● las propiedades de la mecánica de suelos con la relación de la ingeniería es de suma importancia ya que esto nos permite conocer en la forma que se relaciona con nuestra profesión y la forma de cómo se emplea y qué tipo de proyectos y el para qué es el uso de la misma y asi beneficiando a una gran parte de la población para las labores diarias y sus diversos usos, ya sean agrícolas, minera, entre otras.
V. REFERENCIAS
Arregui de la Cruz, F.J., Cabrera Rochera, E., Cobacho Jordán R., Gómez Sellés, E., Soriano Olivares, J. (2017). Apuntes de Mecánica de Fluidos.
https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/78258/PDFArregui%3BCabr era%3BCobacho%20%20Apuntes%20de%20mec%C3%A1nica%20de%
20fluidos.pdf?sequence=1
Coluccio Leskow, E. (2018, 24 de septiembre). Temperatura. Enciclopedia Humanidades. https://humanidades.com/temperatura/
Ondarse Álvarez, D. (2018, 5 de octubre). Fluidos. Enciclopedia Humanidades.
https://humanidades.com/fluidos/